【摘 要】電容式電壓互感器在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用，本文針對(duì)66KV電容式電壓互感器的特點(diǎn)，分析了電容式電壓互感器的常見(jiàn)故障，并針對(duì)其常見(jiàn)故障進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】66KV；電容式電壓互感器；缺陷分析

0.引言

電容式電壓互感器是一種較為新型的電氣設(shè)備，是通過(guò)串聯(lián)電容器分壓，再由電磁式互感器進(jìn)行降低電壓，起到隔離的效果，對(duì)電網(wǎng)電壓實(shí)現(xiàn)良好的保護(hù)作用。但由于系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)間較短，操作人員對(duì)設(shè)備的性能和存在的缺陷了解不夠透徹，必須加強(qiáng)日常66KV電容式電壓互感器的研究工作。

1.電容式電壓互感器概念

電容式電壓互感器（capacitor voltage transformer，以下簡(jiǎn)稱(chēng)CVT）是一種新型的產(chǎn)品，在國(guó)外的發(fā)展時(shí)間較長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)是從1964年開(kāi)展生產(chǎn)研制，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展和研究，技術(shù)已經(jīng)漸漸成熟。特別是近些年生產(chǎn)技術(shù)和運(yùn)行穩(wěn)定性有了大幅度的提升，使得電容式電壓互感器在使用性能上漸漸超越了電磁式電壓互感器，并且具有絕緣性能良好，降低鐵磁諧振的產(chǎn)生機(jī)率，造價(jià)較低等優(yōu)勢(shì)，在電力系統(tǒng)起到了積極的作用，保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

2.結(jié)構(gòu)及工作原理

CVT一般分為電容單元和電磁單元，主要由電容分壓器（包括主電容器，分壓電容器）、中間變壓器、補(bǔ)償電抗器、阻尼裝置及保護(hù)裝置等元件組成，它利用電容分壓器將輸電電壓降到中壓（10～20kv），再經(jīng)過(guò)中間變壓器降壓到100v供給計(jì)量?jī)x表和繼電保護(hù)裝置。電容分壓器構(gòu)成CVT的電容單元，由瓷套和裝在其中的若干串聯(lián)電容器組成，瓷套內(nèi)充滿保持0.1mpa正壓的絕緣油，并用鋼制波紋管平衡不同環(huán)境以保持油壓，其同時(shí)可用作耦合電容器連接載波裝置。

CVT由電容分壓器和電磁單元構(gòu)成，其原理結(jié)構(gòu)如圖1。由c1和c2組成電容分壓器，中間變壓器T將c2上抽出的電壓降為低壓，供測(cè)量和保護(hù)用。補(bǔ)償電抗器L用以補(bǔ)償電容分壓器的容抗，提高CVT的二次負(fù)載能力。P為保護(hù)間隙。Z用以阻尼CVT內(nèi)部可能產(chǎn)生的鐵磁諧振。F為保護(hù)用避雷器，在電磁單元發(fā)生鐵磁諧振時(shí)，降低變壓器一次側(cè)的電壓。

3.常見(jiàn)異常故障及分析

受各種因素的制約，66KV電容式電壓互感器在實(shí)際的電力系統(tǒng)運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生故障，這與設(shè)備的設(shè)計(jì)制造工藝和設(shè)備的性能有直接的關(guān)系，必須及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除異常故障，避免重大事故的發(fā)生，保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全。由于電容式電壓互感器具有無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，近些年在電力系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用，使用范圍擴(kuò)大，必須重視日常對(duì)其巡查和維護(hù)，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)、準(zhǔn)確判斷、安全處理，保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。其中，66KV電容式電壓互感器常見(jiàn)的故障有以下幾種：

3.1 CVT電容分壓器部分電容單元絕緣擊穿

CVT的高電壓主要由電容分壓器承受，最容易出現(xiàn)問(wèn)題的就是電容分壓部分，因而電容器介質(zhì)材料的選用和質(zhì)量的保證是十分重要的。上世紀(jì)八十年代，一種新型的電容器介質(zhì)材料開(kāi)始出現(xiàn)：即聚丙烯薄膜與電容器紙復(fù)合浸漬有機(jī)合成絕緣油介質(zhì)。由于薄膜耐電強(qiáng)度是油浸紙的4倍，介質(zhì)損耗則降為后者的1/10，加之合成油（主要是烷基苯）的吸氣性能良好，采用膜紙復(fù)合介質(zhì)后可使CVT電容量增大，介損降低，局部放電性能改善，絕緣裕度提高。同時(shí)由于薄膜與油浸紙的電容溫度特性是互補(bǔ)的，合理的膜紙搭配可使電容器的電容溫度系數(shù)大幅降低。這些都為CVT準(zhǔn)確度提高和額定輸出增大以及運(yùn)行可靠性的提高創(chuàng)造了條件。因此，目前幾乎所有的電容器介質(zhì)材料都采用聚丙烯薄膜與電容器紙復(fù)合浸漬有機(jī)合成絕緣油介質(zhì)來(lái)取代傳統(tǒng)的電容器紙浸礦物油介質(zhì)。電容器在生產(chǎn)制造過(guò)程中，如果電容單元干燥不徹底，殘余水分較多，存在局部受潮現(xiàn)象，吸附在絕緣紙內(nèi)層的水分子運(yùn)動(dòng)不斷加劇，運(yùn)動(dòng)范圍逐漸擴(kuò)大，從而導(dǎo)致絕緣擊穿。而真空干燥處理溫度及在該溫度下經(jīng)受的時(shí)間控制不當(dāng)，從而導(dǎo)致介質(zhì)、尤其是聚丙烯膜的提前老化，同樣也會(huì)導(dǎo)致絕緣擊穿。

為了降低電容器元件邊緣場(chǎng)強(qiáng)，目前經(jīng)常采用鋁箔折邊、突出的新結(jié)構(gòu)，有的采用較厚鋁箔作元件電極的引出，而不用傳統(tǒng)的銅引線片，這可防止引線片對(duì)介質(zhì)的損傷并能使邊緣場(chǎng)強(qiáng)均勻。如果產(chǎn)品的制造工藝存在問(wèn)題，引箔片周邊壓制不平整，存在毛刺等，當(dāng)CVT投入運(yùn)行時(shí)，使得引箔片周邊電場(chǎng)分布畸變嚴(yán)重，所承受的電場(chǎng)強(qiáng)度較其它電容單元大，再加上常年的運(yùn)行累積效應(yīng)，最終導(dǎo)致電容元件絕緣部分擊穿，由于受材料和工藝的影響，每節(jié)電容器組連接處的電容元件最容易被擊穿。另外，真空干燥處理溫度過(guò)高，也會(huì)因薄膜的熱收縮而導(dǎo)致鋁箔的橫向皺褶嚴(yán)重，導(dǎo)致皺褶處電場(chǎng)分布不均勻，最終導(dǎo)致絕緣擊穿。

3.2 CVT電容分壓器串聯(lián)電容末端失去接地點(diǎn)或接地點(diǎn)接觸不良

由于CVT的電容分壓原理，其電容分壓器串聯(lián)電容的末端（尾端）在運(yùn)行中必須接地，因?yàn)槿绻捎谀承┰蛟谶\(yùn)行中造成末端失去接地或接地點(diǎn)接觸不良，那么末端對(duì)地會(huì)形成一個(gè)電容，而這個(gè)電容遠(yuǎn)小于串聯(lián)電容器組各電容單元的電容，按照電容串聯(lián)原理，將在末端與地之間形成很高的懸浮電壓，造成電容器末端對(duì)地放電，燒毀附近的其它元件，嚴(yán)重的還會(huì)引起CVT爆炸事故。

3.3 CVT電磁單元內(nèi)部故障或異常

由于CVT原理及結(jié)構(gòu)的不同，相對(duì)于常規(guī)的電磁式電壓互感器（VT），不僅多出了電容分壓器部分，并且電磁單元部分也比VT多出了補(bǔ)償電抗器阻尼裝置及保護(hù)裝置等電氣元件，因此電磁單元發(fā)生故障的幾率也要高于VT。

4.相關(guān)措施

66kv電容式電壓互感器在運(yùn)行過(guò)程中，故障情況的出現(xiàn)較多，其原因和故障表現(xiàn)與設(shè)備設(shè)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程、結(jié)構(gòu)性能等有密切的聯(lián)系。首先，必須加強(qiáng)對(duì)電容式電壓互感器的日常巡查和維護(hù)，對(duì)運(yùn)行中的設(shè)備的變化必須做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)解決。定期將電容式電壓互感器產(chǎn)生的電容量進(jìn)行數(shù)值比較，判斷電容元件是否有擊穿的現(xiàn)象，并及時(shí)做好防護(hù)措施，保證電容式電壓互感器的正常運(yùn)行。其次，在維護(hù)過(guò)程中，重視電磁單元箱體的檢查和維護(hù)工作 ，檢查螺栓是否牢固，密封膠墊的緊實(shí)度和老化現(xiàn)象，做到及時(shí)更換；定期檢查電磁單元內(nèi)各零部件的絕緣性能是否符合設(shè)備運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，及時(shí)更換絕緣油，并更換老化的零部件。第三，對(duì)電容式電壓互感器進(jìn)行鐵磁諧振測(cè)試，檢查阻尼電阻的性能是否良好，必須保證電容式電壓互感器的性能。第四，設(shè)備采購(gòu)時(shí)，必須加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)資質(zhì)的檢查，對(duì)新設(shè)備的尺寸、規(guī)格、性能和參數(shù)等必須嚴(yán)格的試驗(yàn)，保證電容式電壓互感器的結(jié)構(gòu)性能符合電力行業(yè)的安裝運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。

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